DE2645637A1

DE2645637A1 - Einrichtung zum erfassen der einhuellenden eines in den raum gesendeten strahles bei einem empfaenger

Info

Publication number: DE2645637A1
Application number: DE19762645637
Authority: DE
Inventors: Brendan Joseph Spratt
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-08
Publication date: 1977-05-05
Also published as: FR2347691A1; US4021808A; JPS6131431B2; IT1068901B; DE2645637C2; FR2347691B1; GB1512867A; JPS5255492A

Description

B4TENMNW#UE "BROSE^DKa BROSE

D-8023 München-Pullach, Wiener Str. ?: τ_β|. ;ρ89) 7 93 30 71; T3'ex 52Τ2147 b-os d; Cables: «Patentibus» München

Diplom Ingenieure

Ihr Zeichen: Tag: 8. Oktober 1976

Your ref.: 5 367"A Date: /

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, USA

Einrichtung zum Erfassen der Einhüllenden eines in -den Raum gesendeten Strahles bei einem Empfänger .

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen oder Feststellen des Auftretens von Signalen und speziell eine Schwellenwerteinrichtung, um ein zeitliches Maß der Vorder- und Hinterflanken eines bei einem Empfänger ankommenden ausgesendeten Signals zu erhalten.

Bei vielen Gebieten, wie beispielsweise der Radionavigation werden Schwellenschaltungen erforderlich, um dadurch Störsignale oder Fremdsignale von der Verarbeitung auszuschliessen und um auch eine Anzeige darüber vorzusehen, wann ein Signal seinen Anfang und sein Ende hat. Bei einem Mikrowellen-Landesystem für Flugzeuge wird beispielsweise vorgeschlagen, Winkelinformationen auszusenden, wie beispiels-

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weise eine Azimuth-Information oder eine Höheninformation, die j auf die Lage orl^r Stelle eines empfangenden Flugzeugs gegenüber j einer Station im Luftbereich oder Luftfeld bezogen ist, indem I man einen Abtaststrahl von der Station über einen Raumabschnitt j von einer bekannten Startposition aus zu einer bekannten Endpo- , sition ausstrahlt und indem man diesen in einer bekannten oder konstanten Folge oder Geschwindigkeit zurückführt. In diesem j Fall stellt die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Durchläufen ' des Strahls bei einem empfangenden Flugzeug ein Maß der Azimuthgröße oder Höhengröße des Flugzeugs dar. Dieses Schema wird hier als Zeitbezugsschema bezeichnet. Als Alternative wird vorgeschlagen, ein gerichtetes Signal mit vorbeetimmter Frequenz im Raum von einer Startposition aus zu einor Endposition zu bewegen. ι Durch Frequenzmodulation ist auf den Strahl ein Winkel-Unter- ! träger kodiert, dessen Frequenz sich mit dem Strahlspitzenwinkel ändert. In diesem Fall stellt die mittlere Frequenz des Unter- ; trägers, wenn der Strahl auf einen Punkt im Raum fällt, ein Maß \ der Winkelposition des Empfängers dar. Dieses alternative Schema; wird hier als Frequenzbezugs schema bezeichnet. In jedem Fall ist; es jedoch erforderlich, das Strahlsignal genau schwellenmäßig ' zu verarbeiten. Um festzustellen, wann ein Signal auftritt, wer- ; den Schwellenschaltungen verwendet. Dort, wo nur eine verminder-j te Genauigkeit erforderlich ist, sind voreingestellte Schwellen bzw. Schwellenschaltungen zufriedenstellend. Dort, wo/^ine grössere Genauigkeit wünsehenswert ist, werden Speicherschaltungen ι eingesetzt, die ein schwellenmäßiges Erfassen eines zweiten auf-; tretenden Signals mit einer Spannung ermöglichen, die von der j Amplitude eines früher empfangenen Signals abgeleitet und ge- j speichert wurde. Ein plötzlicher Signalrückgang (signal fading),! insbesondere der Signalrückgang, der dicht bei der Schwelle be- j obachtet wird, kann zu Amplitudenänderungen in der erfaßten Signal einhüllenden über der Zeitperidde zwischen aufeinanderfolgenden Signalen-führen und zwar in einem Ausmaß, daß dadurch der Ver-

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BAD ORIGINAL

c.

lur.t der Daten bewirkt wird. Derartige Gignalschwankungen wer- j

den normalerweise durch eine Kombination von vertikaler und j

seitlicher Signalmehrwegreflexion hervorgerufen und treten ins- :

besondere dann auf, wenn sich der Empfänger schnell oder plötz- ;

lieh bewegt. i

Die vorliegende Erfindung löst das bei der schwellenmäßigen Er- j fassung der Signale auftretende Problem,welches durch plötzliche SignalSchwankungen hervorgerufen wird, indem erfindungsgemäß in ^; prinzipiell realer Zeit eine Schwellenspannung von dem empfangenen und zu verarbeitenden Signal abgeleitet bzw. entwickelt wird* Dies wird in dem Empfänger dadurch erreicht, indem man das emp- ' fangene Signal des Kursfeuers (on route) zur Schwellenschaltung ^: hin um eine Zeit verzögert, die ausreichend ist, eine Bestimmung oder Ermittlung der Signalspitzenamplitude zu ermöglichen und aus dieser eine geeignete Schwellenspannung zu erzeugen. Die Signal-einhüllende wird dadurch verzögert, indem man diese durch] ein analoges Schieberegister des Typs "Bucket brigade" schickt j und indem man anschließend das Signal in einem Ausgangsverstär- ; ker einspeist (dumping). Zur gleichen Zeit wird die Spitzenamplitude der nicht verzögerten Signal-einhüllenden ermittelt und es . wird der Schwellenwert für das verzögerte Signal in Abhängigkeit; von dieser Amplitude eingestellt.

Es ist somit Ziel der Erfindung, eine Schwellenschaltung auf

prinzipiell realer Zeitbasis zu schaffen. j

Auch soll durch die vorliegende Erfindung eine Schwell en schaltung^! geschaffen werden, durch die allgemein die nachteiligen Beein- j flussungon von plötzlichen Signalschwankungen eliminiert werden.,

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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1A Wellenformen von Signalen, die an verschiedenen J Punkten in den Schaltungen nach der Erfindung auf- j

■■■ treten; · !

Figur 1B auf welche Weise ein Winkel-Unterträger verzögert ' wird, wenn der Gegenstand der Erfindung gemäß einem
Schema zur Aussendung einer Azimuth-information
durch Frequenzbezugsprinzipien realisiert wird; ;

Figur 2 ein Blockschaltbild, welches veranschaulicht, auf

welche Weise der Gegenstand der Erfindung verwendet ; werden kann, um die Azimuth-Größe abzuleiten, wenn . die Azimuth-Information entweder durch ein Frequenzoder ein Zeitbezugsschema ausgesendet (disseminated)

wird; j

ι Figuren 3, 4 und 5 sind speziell für Schemata anwendbar, um

durch ein Zeitbezugsschema Iniormationen auszusenden, wobei Figur 3 eine Informationen aussendende ϊ Station zeigt, Figur 4 zur Erläuterung dient, auf i welche Weine erfaßte Informationen verarbeitet wer- ' den und Figur 5 ein Blockschaltbild ist, welches ; eine bevorzugte Einrichtung für die Verarbeitung derj erfaßten Informationen enthält; und '

Figuren 6, 7 und 8 sind insbesondere für Schemata anwendbar, | um Informationen durch ein Frequenzbezugsschema aus-! zusenden, wobei Figur 6 eine Informationen aussendende Station wiedergibt, Figur 7 dazu dient, zu er-

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'ί ·

läutern, auf welche Weise die erfaßten Inforf mationen verarbeitet werden und Figur 8 ein Blockschaltbild wiedergibt, welches eine bevorzugte Einrichtung für die Verarbeitung def erfaßten Informationen enthält.

Gemäß Figur 1A sind idealisierte Signalformen eines ausgesende-

• ten Abtaststrahls gezeigt, wenn dieser über einen Empfänger im Raum streicht. Diese Figur dient dazu, die Betriebsweise des Ge-: genstandes der Erfindung zu erläutern und ist mit Figur 1B in ' einem gemeinsamen Zeitmaßstab veranschaulicht, wobei letztere "·. Figur noch näher erläutert werden soll. In Figur 1A stellt die : : Welle 10 die Einhüllende des Abtaststrahls dar, der auf einen . Empfänger trifft, während die Welle 12 die um einen kleinen Zeitabschnitt t^ verzögerte Welle 10 darstellt, die auch noch in der Amplitude um einen Betrag versetzt ist, der als Schwellenvornpan-; nung bezeichnet wird. Gemäß Figur 3 kann beispielsweise die WeI-! Ie 10 die Einhüllende bei einem Empfänger Ik eines Strahls 72 ; sein, der von einer Station 67 ausgestrahlt wird und den Empfänger überstreicht. Durch die vorliegende Erfindung wird beabsich-. tigt, den empfangenen und verzögerten Strahl, der durch die Ein-j : hüllende 12 (siehe Figur 1A) wiedergegeben ist, gegenüber dem unverzögerten Strahl 10 schwellenmäßig zu verarbeiten. Dies wird; dadurch erreicht, indem man eine bestimmte und bevorzugte ein- ! ■ fach erkennbare Eigenschaft der nicht verzögerten Einhüllenden <

'. ί

^f 10 erfaßt und indem man die verzögerte Einhüllende gegenüber der! erfaßten Eigenschaft schwellenmäßig verarbeitet. Bevorzugt stell

ι der Spitzenwert der Einhüllenden 10 die genannte Eigenschaft dar der festgestellt wird und durch die Schwellenvorspannung verschoben oder versetzt wird, um den Schwellenwert einzustellen,

^: wobei also die Einhüllende 12 die Schwelle an den Punkten 12a und 12b überschreitet, wobei diese Punkte die Grenzen eines Verweilgatte-rs 14 (dwell gate) definieren, dessen Aufgabe noch im j

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- β

-3

j folgenden erläutert werden soll.

ι Gemäß Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der : Erfindung gezeigt, welches einen Strahleinhüllende-Detektor 20 j und einen Unterträger-Detektor 22 enthält, wobei beide Detekto-ί ren bevorzugt dazu verwendet werden, einen Frequenzbezugsabtastj strahl zu erfassen, da es bei diesem Schema, wenn die Strahlein-! : hüllende in dem Detektor 20 verzögert wird, erforderlich ist, ^; auch den Unterträger beispielsweise durch den Detektor 22 zu verjj zögern, um eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Strahlein- ^! ' hüllenden und dem Unterträger beizubehalten. Wenn jedoch Zeit- ■ j bezugs-Abtaststrahlen erfaßt werden, kann der Detektor 22 ent- ^! fallen, da dann kein Unterträger vorhanden ist, wie jener, der '

■ bei Frequenzbezugs-Abtaststrahlen verwendet wird. Aus diesem \ Grund soll nun die Betriebsweise des Detektors 20 erläutert wer-:

■ den und der Detektor 22 und dessen Betriebsweise soll später darr gelegt werden. ;

^: Ein im Raum gelegener Empfänger, der von einem Abtaststrahl des j

I >

: erläuterten Typs getroffen wird bzw. überstrichen wird, enthält ^;

I genormte Elemente, wie beispielsweise eine Antenne 24, Eingangs-j : kreise 26 und einen ZF-Verstärker 28, dessen Ausgangsgrößen ein \ j logisches Videosignal enthalten, welches aus der Strähleinhüllen-I den besteht und dem Detektor 20 zugeführt v/ird, und ebenso aus j

1 i

• dem demodulierten Unterträger (wenn dieser zur Anwendung ge- j : langt) besteht, der dem Detektor 22 zugeführt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß auch andere Informationen als die Winkeldaten, wie beispielsweise Strahlidentifizierungsdaten auf , einem Unterträger aufmoduliert werden können und zu einer Λύει gangsgröße am ZF-Verstärker 28 führen. Einrichtungen, um diese I anderen Informationen zu verarbeiten, stellen jedoch keinen Teil ' der vorliegenden Erfindung dar und sind der Übersichtlichkeit I halber auch nicht gezeigt.

i " _ j

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: Der Detektor 20 besteht aus einem zweipoligen Tiefpassfilter 30, durch welches logische Videosignale aus dem Verstärker 28 hindurchgeleitet werden und zwar über das Nachlaufgatter 32 zu einem Spitzendetektor 34- und ebenso zu einer analogen Verzöge- | rungs schaltung 38. Das Nachlaufgatter 32 kann von einem Typ seinj,

^; wie dies dem Fachmann bekannt ist, welches in der Nachlaufbe- |

^: i

^! triebsphase nur während der Zeit geöffnet wird, zu welcher eine j . gültige Strahl-Einhüllende, wie die Einhüllende 10 von Figur ; 1A, erwartungsgemäß am Empfänger empfangen wird und welches zu anderen Zeitpunkten geschlossen wird, um Störsignale oder Rauschsignale fernzuhalten. Wie dies dem Fachmann gut bekannt > ist, besteht der Zweck des Nachlaufgatters darin, zu verhindern, daß ausserhalb des Strahls liegende Störsignale, wie beispiels- ' ; weise Mehrfachreflexionssignale, die ausserhalb des Strahls lie-j

gen, verarbeitet werden. Der Spitzendetektor 34 kann aus irgend-, einem der Fachwelt bekannten Typ bestehen und er erfaßt den Spitzenwert der Strahl-Einhüllenden und speichert dies. Ein j Signal mit einem Wert, der auf den Spitzenwert der Strahl-Ein- j hüllenden bezogen ist, wird in der Summierschaltung 36 mit der

"chwellenvorspannung summiert, die von einer Pegeleinstellvor- | richtung 37 abgeleitet wird. Wenn das zu bearbeitende Signal ■

, aus einem logarithmischen Signal besteht, so kann die Pegelein- ;

'■_ stellung derart vorgenommen sein, daß die Ausgangsgröße des j Spitzendetektors um eine feste Spannung reduziert wird, die ei- ■

; ner festen Zahl von db's entspricht. Bei der tatsächlich reali- j sierten Einrichtung wurde die PegeIeinstellung auf minus vier j

! db eingestellt, so daß die Abtaststrahl-Schwellenschaltung 42 ' automatisch so eingestellt wurde, daß der Abtaststrahl an seinen minus vier db-Punkten schwellenmäßig erfaßt wurde, was im Laufe der Beschreibung noch klarer hervorgehen wird.

Die durch das Nachlaufgatter 32 geleitete Strahleinhüllende gelangt auch zu einer analogen Verzögerungsvorrichtung 38, die

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I - e-

j ' if/I·

I in bevorzugter Weine aus einem analogen Schieberegister des Typs ^: "bucket brigade" besteht, wie es beispielsweise von der Firma I iInternational Telephone and Telegraph geliefert wird und die ! I Teilnummer TCA35O hat. Diese analoge Verzögerungsvorrichtung, j , die bei der tatsächlich realisierten Einrichtung nach der Er- J I findung vepwendet wurde, besteht aus 185 MOS FET-Stufen auf ei- ; nem einzigen Halbleiterchip. Die Vorrichtung arbeitet in einer j ^: digitalen Schieberegisterweiße in Abhängigkeit von Taktimpulsen,j

die ihr von einer Taktquelle 45 zugeführt werden, um Ladungen ; von Stufe zu Stufe einer in Reihe geschalteten Anordnung von ^: ; MOS-Speicherzellen zu transportieren und um schließlich die La- '. < düngen aufeinanderfolgend einem Ausgangsverstärker einzuspeisen.; ; Im wesentlichen kann das genannte Schieberegister als analoge ^; i Verzögerungsschaltung arbeiten und zwar mit niedriger Verzerrung' iund einem hohen Signal-zu-Rauschverhältnis bzw. Rauschabstand.

i ■ !

I ;

Die verzögerte Strahl-Einhüllende entspricht der Einhüllenden j ! 12 in Figur 1A, die aus der Verzögerungsschaltung 38 herausge- j I langt und diese Einhüllende wird über ein zweites Zweipol-Tief- j

i !

' passfilter 40 einer Schwellenschaltung 42 zugeführt. Das zweite ^! • Tiefpassfilter 40 ergibt in Kombination mit dem Filter 30 ein |

^: I

j Gesamtansprechverhalten eines Vierpol-Butterworth-Filters. Die

! durch Tasten erzeugten Störgrößen, die durch die Taktimpulse bei

I !

j der Verzögerungsschaltung 38 eingeführt werden, lassen sich durch j das zv/ei te Filter entfernen. Die verzögerte Strahl-E inhüll ende j j wird nun schwellenmäßig gegenüber dem Spitzenwert der nicht veri zögerten Strahl-Einhüllenden erfaßt bzv;. behandelt und zwar ge- ^; genüber dem reduzierten Spitzenwert gemäß der Pegeleinstellvor- > richtung 37 und der Addierstufe 36. Das Ausgangssignal der

Schwellenschaltung 42 entspricht dem zuvor erwähnten Nachlauf- ! gatter.

Gemäß Figur 1B, bei welcher ein Frequenzbozugsschema für die

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• 41-

Modulation des Abtaststrahls zur Anwendung gelangt, nimmt der Unterträger entsprechend der Kurve 15 hinsichtlich der Frequenz zu, wenn der Ctrahl den Empfänger überstreicht, wobei die Frequenz des Unterträgers beim Zentrum der Einhüllenden 10 ein Maß des Strahlspitzenwinkels und damit der Winkelposition des Empfängers darstellt. Es ist erforderlich, das empfangene Signal richtig zu verarbeiten, so daß der Unterträger um die gleiche Größe t^ verzögert wird, wie die Strahl-Einhüllende verzögert wird, und somit der verzögerte Unterträger, der durch die Kurve 16 wiedergegeben wird, die gleiche Beziehung zur verzögerten Einhüllenden 12 aufweist, wie der nicht verzögerte Unterträger hinsichtlich der nicht verzögerten Einhüllenden 10. Dies wird durch die Verwendung des Detektors 22 gemäß Figur 2 erreicht, der nunmehr erläutert werden soll. Der Strahlträger wird in dem ZF-Verstärker 28 entzerrt, wird in der Schaltung 50 begrenzt und! wird dann in einem Breitbanddiskriminator 52 demoduliert. Die Ausgangsgröße des Diskriminator 52 wird nachentzerrt, um eine flache oder ebene Ausgangsgröße für die phasenmodulierten Unterträgersignale auf der Trägerfrequenz vorzusehen. Die Diskriminatorausgangsgröße wird auch durch einen Geräusche unterdrückenden' Squelch tormäßig erfaßt, wobei die genannte Geräuschsperre bzw. Squelch durch das Potentiometer 54 eingestellt wird, so daß diese Geräuschsperre gerade unterhalb der verbesserten Schwelle arbeitet. Nach der Demodulation wird der Unterträger in zwei Kanä-! Ie aufgetrennt, von denen einer zu einer Dekodier schaltung führti, aus welcher normalerweise enthaltene Daten herausgelesen werden, die Aussagen enthalten, ob ein Frequenzbezugsschema oder ein Zeitbezugsschema verwendet wird. Die Datendekodierschaltung ist nicht gezeigt und stellt keinen Teil der Erfindung dar. Der andere Kanal, der für den winkelkodierten Unterträger vorgesehen ist, umfaßt den Detektor 22 mit einem Bandpassfilter 56, welches so ausgelegt ist, daß es eine charakteristisch kleine Auslenkung aufweist.·Der gefilterte Unterträger wird dann durch

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I ⁴ A3,

¹ die Schaltung 58 gegenüber Nullwert demoduliert (zero detected) ' und wird in der Verzögerungsschaltung 16 verzögert, welche in S geeigneter Weise aus einem digitalen Typ besteht, und in Abhän- ! gigkeit von den Impulsen der Taktquelle 45 arbeitet, so daß sie i mit der analogen Verzögerungsschaltung 38 des Detektors 20 syn-I chronisiert ist. Die Ausgangsgröße der Verzögerungsschaltung 60 enthält die Nulldurchgänge des winkelkodierten verzögerten

■ Unterträgers, dessen Verzögerungswert identisch dem Wert der

■ Strahleinhüllenden ist.

; Unter Hinweis auf die Figuren 3, 4 und 5, speziell auf Figur 3, ' soll im folgenden erläutert werden, auf welche Weise ein Empfän-; ger 74 innerhalb eines interessierenden Gebietes seine Winkel- : position bestimmt und zwar gegenüber einer bekannten Station 67, von v/elcher ein Abtaststrahl 72 ausgesendet wird und von ; einer vorbestimmten Richtung oder Position 68 mit einer konstanten Geschwindigkeit in eine vorbestimmte Richtung oder Position ; 70 bewegt wird und rückgeführt wird. Die Bewegung des Strahls : von der Position 68 in die Position 70 und zurück entspricht

einem Betriebszyklus. Es läßt sich erkennen, daß während eines ; Zyklusses der Empfänger 74 von dem Strahl zweimal "beleuchtet" i wird, wobei die Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Abta- ; stungen ein Winkelmaß der Stelle des Empfängers gegenüber der Station 67 darstellt.

Figur 4 zeigt Strahleinhüllende 76 und 78, die aus einer Zeitdarstellung den am Empfänger 74 erfaßten Strahls bestehen, wenn dieser den Empfänger in der Annäherungs- und Entfernungsrichtung überstreicht. Ein Schwellenwert ist durch die Linie 81 wiedergegeben und wird bevorzugt auf eine vorbestimmte Zahl von db's unterhalb der Spitzenamplitude der Strahleinhüllenden durch einen Detektor, wie den Detektor 20 von Figur 2, eingestellt. Um die Winkölposition des Empfängers 74 zu berechnen, ist es Ie-

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. /ft.

diglich erforderlich, die Zeit t₂ zwischen den Mittellinien der zwei Nachlaufgatterimpulse 80 und 82 zu ermitteln, die jeweils von den Strahleinhüllenden 76 und 78 abgeleitet werden. Dies wir ■ in einfacher V/ei^-e durch die Vorrichtung gemäß Figur 5 erreicht, , auf die nun näher eingegangen werden soll, wobei ein Nachlauf gatjtersignal einem zweiten Taktgeber 65 zugeführt wird, dessen Aus-j gangsgröße während der Periode der Nachlaufgatter aus Taktimpul-j ^; sen mit der bekannten Impulsfolgefrequenz von f_Q/2 "besteht und dessen Ausgangsgröße während der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Nachlaufgatterimpulsen aus Taktimpulsen mit einer bekann-1 ten Impulsfolgefrequenz von f_Q besteht, d.h. also dem doppelten I der Impulsfolgefrequenz als während der Periode der Nachlaufgat-j ! terimpulse. Zu allen anderen Zeitpunkten ist der Taktgeber effekitiv ausgeschaltet. Die Taktimpulse gelangen zu einem Zähler 66, ! wobei die in dem Zähler während eines Zyklusses des Systems von : Figur 3 gesammelten Impulse ein Maß der Winkelposition des Empfängers 74 gegenüber der Station 67 darstellt.

Figur 6 zeigt eine Station 84, die einen Abtaststrahl 86 aussendet, der einen winkelkodierten Unterträger besitzt, um da-

: durch eine Winkelposition in Einklang mit einem Frequenzbezugs-Bekanntgabeschema auszusenden bzw. bekanntzugeben. Es wird hier angenommen, daß der Strahl 86 mit einer einheitlichen Geschwin-

digkeit zwischen der bekannten Position 88 und der bekannten Po-. sition 90 bewegt wird, wobei während dieser Zeitspanne die Un- ! ; terträgerfreauenz nach einem bekannten Plan geändert wird, wo- ;

bei in bevorzugter Weise eine einheitliche Erhöhung der Unterträgerfrequenz in Einklang mit dem Azimuth-Spitzenwinkel oder : Zeiger-Winkel (pointing angle) vorgenommen wird. Der Abtast- ! strahl wird natürlich von dem Empfänger 85 unterbrochen bzw. aufgefangen, so daß an diesem Empfänger eine Strahleinhüllende ; wie die Einhüllende 91 von Figur 7 erhalten wird, auf welch letztere-Figur nun eingegangen werden soll. Figur 7 zeigt einen

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ISchwellenwert, der in einem Detektor, wie dem Detektor 20 von I Figur 2 abgeleitet wird, wobei angenommen wird, daß die Einhüljlende 91 die verzögerte Strahleinhüllende ist. In Abhängigkeit !von der erfaßten Strahleinhüllenden wird ein Nachlaufgatterimpuls j 92 erzeugt. Ferner ist eine Unterträgerfrequenz 23 veranschaulicht, die!wenigstens teilweise während des Nachlaufgatterimpulses 92 erscheint. Um die Winkelposition der Empfängers 85 von Figur 6 zu erhalten, ist es nun lediglich erforderlich, den Mit- ! ;telwert oder die Mittelfrequenz des Unterträgers während des In-· ;tervalls des Nachlaufgatterimpulses 92 zu berechnen. Dies kann ; I durch Zählen der Zahl der Zyklen des Unterträgers erreicht wer- ^! I den, die während den Nachlaufgatterimpulses auftreten und durch

ι I

!Teilen durch die Periode des Nachlaufgatterimpulses. Bei der zu ! beschreibenden Schaltung wird dies durch Erzeugen eines Präzi- _; !sions-Nachlaufgatterimpulses 94 erreicht, dessen Grenzen defi- ; ¹niert sind durch den ersten positiv verlaufenden Nulldurchgang des Unterträgers nach der Vorderflanke des Nachlaufgatterimpul- | I ses 92 und den ersten negativ gerichteten Nulldurchgang des Unter-!· j trägers nach der Hinterflanke des Nachlaufgatterimpulses 92. Es : wird dann angenommen, daß die Winkelposition des Empfängers 85 ,gleich ist mit der Zahl der Nulldurchgänge des Unterträgers, die j während des Intervalls des Präzisions-Nachlaufgatterimpulses 94

ι i

j aufgetreten sind, geteilt durch die Periode des Präzisions-Nach-ι

I !

¹ laufgatterimpulses. Diese Vereinfachung hat natürlich einen ge- \ j ringen Fehler zur Folge, der in Verbindung mit einem MLS-System j unbedeutend ist und vernachlässigt werden kann. Spezifische Mittel für die Kompensation oder Korrektur dieses Fehlers steilen keinen Teil der vorliegenden Erfindung aar und sind daher auch nicht weiter erläutert.

Im folgenden sei auf Figur 8 näher eingegangen: In Figur 8 sind Einrichtungen gezeigt, um den Mittelwort der Frequenz des Unterträgers, »der auf einen Empfänger innerhalb eines interessieren-

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den Gebietes von einer Station aus trifft, die Winkelinformationen in Einklang mit einem Frequenzbezugsschema bekanntgibt. Aus dieser Figur läßt sich erkennen, daß Nachlaufgatterinformationen von einem Detektor ankommen, wie dem Detektor 20 von Figur 2, und daß die Winkelunterträger-Informationen von einem Detektor, wie dem Detektor 22 von Figur 2, ankommen. Die Nachlaufgatterinformation wird so zugeführt, um eine logische Präzisions-Nachlaufgatterschaltung 96 vorzubereiten, so daß die | Schaltung 96 die Vorderflanke eines Präzisions-Nachlaufgatterim-: pulses nach dem Auftreten des ersten positiv verlaufenden Null-Durchgangs des Winkelunterträgers nach der Vorderflanke des Nachlaufgatterimpulses erzeugt und nach dem Auftreten des ersten } negativ verlaufenden Nulldurchgangs des Winkelunterträgers nach j der Hinterflanke des Nachlaufgatterimpulses auszuschalten. Das \ Präzisions-Nachlaufgattersignal aus der Schaltung 96 setzt das ; UND-Glied 100 in Bereitschaft, um die Möglichkeit zu schaffen, ; daß die Nulldurchgänge des Winkelunterträgers oder bevorzugt '■. die positiv verlaufenden Nulldurchgänge des Winkelunterträgers j in einem Vollzykluszähler 102 zusammen und zwar während der Periode dds Präzisions-Nachlaufgatterimpulses 94. Am Ende eines Betriebszyklusses enthält daher der Vollzykluszähler 102 eine Zahl, die auf die Zahl der Zyklen des Unterträgers bezogen ist, die während dor Periode des Präzisions-Nachlaufgatterimpulses 94 auftreten. Das Präzisions-Nachlaufgatterisgnal gelangt auch zu einem Zeitintervallzähler 98, der durch dieses in Bereitschaft gesetzt wird, um Taktimpulse mit einer Frequenz f^ während der Periode des Präzisions-Nachlaufgatterimpulses 94 anzusammeln. Der Zeitintervallzähler 98 enthält daher am Ende eines Betriebszyklusses eine Zahl bzw. Zählung, die auf die Periode des Präzisions-Nachlaufgatterimpulses 94 bezogen ist. Es ist nun lediglich erforderlich, die Inhalte des Zählers 102 durch die Inhalte de··? Zählers 98 in einer Teilerstufe wie der Teilerstufe 104 zu teilen, um dann ein Signal zu erhalten, welches

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' auf die Winkelposition des Empfängers bezogen ist.

; Zusammenfassend schafft die Erfindung somit eine Einrichtung,

^: durch die ein einen Empfänger überstreichender Abtaststrahl ι

ι in dem Empfänger erfaßt bzw, demoduliert wird und ein Schwel-I lenwert von einem Spitzenwert des empfangenen Strahls abgeleii tet wird, wobei der Schwellenwert dazu verwendet wird, die emp- I

fangene Strahleinhüllende, die durch eine analoge Verzögerungs-'. schaltung verzögert wird, zu erfassen bzw. zu demodulieren.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungenj veranschaulichten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung. ,

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Claims

26A 5637

Patentansprüche

; Λ J Vorrichtung zum Erfassen bzw. Deraodulieren der Einhüllenden
' "eines ausgesendeten vStrahles, der durch den Raum bewegt wird i und dabei einen Empfänger überstreicht, wobei der Empfänger
Schaltungen zum Erzeugen der Einhüllenden des Strahls enthält, j dadurch gekennzeichnet, daß folgende Einrichtungen und Merkmale ! vorgesehen sind: eine Einrichtung (34) zum Erzeugen eines Signals bei einem auf einen vorbestimmten Punkt auf der Einhüllenden be-, zogenen Signaiwert; eine analoge Verzögerungseinrichtung (38)
■ zum Verzögern der Einhüllenden um eine vorbestimmte Zeit; und j , Mittel (36) 37, 42) für das schwellenmäßige Erfassen der ver- ; zögerten Einhüllenden in Einklang mit dem .genannten Signalwert. ;

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ;

: Einrichtung (34) zum Erzeugen des Signals aus einem Spitzen- { j detektor (34) zum Erfassen des Spitzenwertes der Einhüllenden j

besteht und daß der Signalwert auf den Spitzenwert der Einhül- j

lenden bargen ist. j

' 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der . ausgesendete Strahl (86) einen Unterträger enthält, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der Abweichung des Strahls von
! einer vorbestimmten Linie oder Ebene im Raum veränderlich ist,
j und daß der Empfänger Mittel (52) für die Demodulation des Uni terträgers" enthält, und daß eine zweite Einrichtung (58, 60)
I vorgesehen ist, um den demodulierten Unterträger um die gleiche

Zeit zu verzögern, um welche die analoge Verzögerungseinrich-
! tung (38) die Einhüllende verzögert.

,4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die : zweite Einrichtung (58, 60) zum Verzögern des demodulierten

. Unterträgers folgende Einrichtungen und Mittel aufweist: eine j

70 98,48^0 6 9,6, . -

■ Detektoreinrichtung (58) zum Feststellen der Nulldurchgänge des demodulierten Unterträgers; und eine Einrichtung (60) für die Verzögerung der erfaßten Nulldurchgänge um die selbe vorbestimm-

. te Zeit, mit welcher die Einhüllende verzögert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der j

Strahl (86) von einer festen Station (84) aus ausgesendet wird j und von einer vorbestimmten Position (88) mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit zu einer zweiten vorbestimmten Position (90) in einem Zyklus bewegt wird, so daß der Empfänger (85) einmal in jedem Zyklus bestrahlt wird, und daß weiter die Mittel (36, 37, 42) für die schwellenmäßige Erfassung aus folgenden Einrichtungen entstehen: einer Einrichtung (36, 37) zum Erzeu-

. gen eines Schwellensignals in Abhängigkeit"von dem genannten Signalwert, welches um einen vorbestimmten Betrag von diesem versetzt ist; und eine Einrichtung (42), die auf das Schwellensignal anspricht, um ein erstes Torsteuersignal (92) während

, der Zeit zu erzeugen, während welcher die Einhüllende (91) das Schwellensignal überschreitet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende

■ Einrichtungen: eine Einrichtung (96) zum Erzeugen eines Präzisionstorsteuersignals (94), welches sich vom Auftreten des ersten Nulldurchgangs in einer vorbestimmten Richtung nach dem Beginn des ersten TorSteuersignals(92) erstreckt und sich bis zum Auftreten des ersten Nulldurchgangs in einer vorbestimmten Richtung nach dem Ende des ersten Torsteuersignals (92) erstreckt; eine Einrichtung (98) zum Bestimmen der Dauer des Präzisionstorsteuersignals (94); eine Zählereinrichtung (102) zum ! Zählen der Zahl der Nulldurchgänge, die während der Dauer des . Präzisionstorsteuersignals (94) auftreten; und eine Teilereinrichtung (104) zum Teilen der durch die Zählereinrichtung (102) , gezählten Zahl durch die Dauer, welche durch die Einrichtung

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I (98) ermittelt wurde.

j 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der i Strahl (72) von einer festen Station (67) aus abgestrahlt wird und innerhalb eines Zyklusses von einer vorbestimmten Position (68) mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit zu einer zwei-I ten vorbestimmten Position (70) bewegt wird und zurückgeführt

wird, so daß der Empfänger (74) während eines Zyklusses zweimal I von dem Strahl (72) beleuchtet bzw. getroffen wird, und daß die j Mittel (36, 37, 42) für die schwellenmäßige Erfassung folgendes : enthalten: eine Einrichtung (36, 37) zum Erzeugen eines Schwel- ; lensignals in Abhängigkeit von dem Signalwert, welches um einen

■ vorbestimmten Betrag gegenüber diesem versetzt ist; eine Ein- ; richtung (42), die auf das Schwellensignal anspricht, um ein

■ TorSteuersignal (14) während derjenigen Zeit zu erzeugen, wäh- : rend welcher die Einhüllende (12) das Schwellensignal über-I schreitet; und daß eine Zeitsteuereinrichtung (65) vorgesehen ; ist, die während der Periode jedes Torsteuersignals mit einer '■ ersten Geschwindigkeit (f /2) arbeitet und die während der Pe- ; riode mit einer zweiten Geschwindigkeit (f_Q) arbeitet, die sich ! vom Ende eines ersten TorSteuersignals (80) zum Anfang eines j nachfolgenden TorSteuersignals (82) erstreckt.

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